עורכי המחקר גילו כי גֶן יחיד, החיוני ליצירת תפרחת בצמח העגבנייה, מגדיל את יבול הצמח ביותר מ-60%.
עגבנייה היא בין הירקות הפופולריים ביותר בתפריט הים תיכוני ומוצר טבעי בכל סלט. לכן אין זה מפתיע כי מדי שנה מגדלים בעולם עשרות מיליוני טונות של עגבניות מסוגים שונים אשר שווים נאמד ביותר משני מיליארד דולר. כעת, פיתוח חדש של מדענים מהפקולטה לחקלאות, מזון וסביבה ע”ש רוברט ה’ סמית של האוניברסיטה העברית יתרום להגדלת יבול עגבניות גדולות תוך שיפור מתיקותן.
עורכי המחקר, הדוקטורנט אורי קריגר ופרופ’ דני זמיר מהפקולטה לחקלאות ע”ש רוברט ה’ סמית באוניברסיטה העברית, בשיתוף ד”ר זק ליפמן ממעבדות קולד ספרינג הרבור בניו-יורק, גילו כי גֶן יחיד, החיוני ליצירת תפרחת בצמח העגבנייה, מגדיל את יבול הצמח ביותר מ-60%. עוד גילו החוקרים כי תכונה זו ניתנת ליישום במגוון של זנים ובתנאי אקלים שונים.
הגן זוהה במהלך מחקר גנטי, שתוצאותיו פורסמו בתחילת החודש בכתב העת Nature Genetics, אשר התמקד בפענוח הגורמים הגנטיים המעורבים בתופעת און-כלאיים (Hybrid Vigor) בצמח העגבנייה. בתופעה זו, שזוהתה לפני למעלה ממאה שנה ע”י צ’ארלס דארווין, לצאצאם של שני צמחים בעלי קירבה גנטית מראה קצב צמיחה ויבול טובים יותר משל הוריו. אחת התאוריות הראשונות שהוצעו לפני כמאה שנה, מייחסת את התופעה לאינטראקציה ייחודית המתרחשת בין שני עותקים שונים של גן מסוים, אולם עד כה לא זוהו גנים המעורבים בתופעה.
כדי לאתר את הגן, עשו החוקרים שימוש במאגר גנטי המכיל כ-5,000 קווי עגבנייה מוטנטים. כל אחד מהקווים מכיל בממוצע גן פגום יחיד אך הוא זהה ביתר הרכבו הגנטי לזן התרבותי של העגבניות. הקווים המוטנטים נבדלים בתכונות הקשורות להתפתחות הצמח כגון צורת הפרי, צורת העלים, צבע הפירות וכו’. החוקרים הכליאו את הזן התרבותי עם קווים מוטנטים שונים והשוו את יבול המכלואים ותכונות נוספות לזן התרבותי. “שתלנו את הניסוי בשני אזורי גידול שונים ובחנו האם המכלואים שמכילים עותק אחד תקין של גן מסויים והעותק נוסף עם מוטציה, יכולה להביא לשיפור תכונות שונות בצמח בהשוואה לזן התרבותי” מסביר קריגר. אפיון הצמחים נעשה על מגוון תכונות כגון: יבול הפירות לצמח, משקל הצמח, גודל הפרי ואחוז הסוכרים המסיסים בו. “כשהגענו לשדה לראות כיצד התפתחו הצמחים, זיהינו בקלות את הצמח שנתן את התנובה הגדולה ביותר כיוון שפשוט לא היה ניתן להרימו בידיים”.
החוקרים מצאו כי המכלוא עם המוטציה מביא להגדלת מספר התפרחות הכללי בצמח ומספר הפרחים בכל תפרחת אשר בהמשך יתפתחו לפירות. כך, בעוד שבזן התרבותי נוצרות כ-75 תפרחות ובכל תפרחת בין 3-5 עגבניות, בקו המכלוא נוצרות כ-100 תפרחות עם 4-7 עגבניות בכל תפרחת. זאת ועוד, בניגוד להנחה כי ריבוי עגבניות בצמח תביא להקטנה של משקל כל פרי, משקלם הממוצע של הפירות בקו המכלוא היה גבוה מזה של הזן התרבותי.
הגן שנמצא מביא לתכונה ייחודית נוספת בעגבנייה – טעם מתוק יותר. “שיח העגבנייה יכול לייצר רמה מוגבלת של סוכרים אותה הוא מחלק בשווה בין פירותיו” אומר קריגר. “לכן, סברנו תחילה כי היבול הגדול שקיבלנו יפגע במתיקות הפרי”. ואולם, להפתעת החוקרים, הגן שמצאו גרם לעלייה של 20% ברמת הסוכר המסיס בפירות, עובדה הרלוונטית במיוחד ליצרני הקטשופ.
לדברי קריגר, “בהיבט המחקרי הממצא שלנו מהווה הוכחה ראשונה לקיומו של גן יחיד אשר משפיע בצורה דרמטית על תופעת און-הכלאיים. בהיבט היישומי, המחקר הראה כי שילוב הגן בצמח יכול להביא לשיפור של מספר תכונות בעלות חשיבות חקלאית, וכל זאת ללא שימוש בהנדסה גנטית”.
הטכנולוגיה נרשמה כפטנט על ידי יישום, החברה לפיתוח המחקר של האוניברסיטה העברית, המחפשת שותפים פוטנציאלים לפיתוח ומסחור ההמצאה.
